第四节 牛顿第三定律

第四节牛顿第三定律核心素养导学物理观念(1)知道力的作用是相互的，了解作用力和反作用力的概念。(2)能正确表述牛顿第三定律。科学思维(1)能把一个力的反作用力和这个力的平衡力区分开。(2)会对物体进行初步的受力分析，并解释物理现象或者解决实际问题。科学探究通过实验探究，了解两个物体间作用力与反作用力大小和方向的关系。科学态度与责任能应用牛顿第三定律分析和解决实际问题。一、作用力与反作用力1．力的相互性：力是物体与物体之间的相互作用。只要有力，就一定存在受力物体和___________。2．观察与实验的结果：两个物体之间的作用力总是______的，它们总是_____出现的。3．定义：两个物体间的相互作用力称为作用力与反作用力。施力物体相互成对二、牛顿第三定律的表述1．探究作用力与反作用力的关系(1)在水平桌面上把两个弹簧测力计的挂钩钩在一起，用力拉两个弹簧测力计，观察示数变化，发现两测力计的示数总是相等的，说明两弹簧测力计间的作用力与反作用力总是大小相等的。(2)把两个小磁针放在桌面上，当一个小磁针绕另一个小磁针在圆周上缓慢运动时，发现两磁针所受磁力在同一直线上且方向相反，说明两磁针间的作用力与反作用力的方向______，且作用在同一______上。(3)用两力传感器代替弹簧测力计，在计算机上建立F-t图像，记录两个力传感器受到的力随时间变化的图线，结果显示两个力传感器之间的作用力与反作用力总是大小______、方向_____。相反直线相等相反2．牛顿第三定律的表述(1)内容：两个物体之间的作用力F和反作用力F′总是大小______、方向_____，作用在____________上。(2)表达式：F＝－F′(负号表示二者方向相反)。(1)作用力与反作用力作用在不同物体上，各自产生的效果不能抵消，不能合成或分解。(2)作用力和反作用力的关系适用于任何物体之间，与物体的运动状态无关，与参考系的选择也无关。相等相反同一条直线1．光滑桌面上放两块条形磁铁A和B，A对B有力的作用，B对A也有力的作用，请对以下结论作出判断。(1)A对B的力和B对A的力，大小不一定相等。

()(2)A对B的力和B对A的力，作用在一条直线上。

()(3)当A对B的力消失时，B对A的力不消失。

()(4)当A对B的力大小变化时，B对A的力大小也变化。

()(5)A对B的力是引力，B对A的力是引力；若A对B的力是弹力，则B对A的力也是弹力。

()(6)A对B的力的方向和B对A的力的方向相反。

()×√×√√√2．“掰手腕”是人们常见的“娱乐比赛”活动。在一次“掰手腕”比赛中，甲战胜了乙，这能说明甲对乙的作用力大于乙对甲的作用力吗？提示：不能。“掰手腕”时双方的作用力和反作用力大小总是相等的，只是人的手腕的承受能力有差异。

3．成语“以卵击石”是指拿蛋去碰石头，比喻不自量力，自取灭亡。鸡蛋“粉身碎骨”，但石头“安然无恙”，是不是鸡蛋对石头的力小，石头对鸡蛋的力大？提示：鸡蛋和石头之间的力是作用力与反作用力的关系，二者大小相等，只不过鸡蛋能承受的力小于石头能承受的力。新知学习(一)|对作用力和反作用力的理解[任务驱动]如图，甲、乙两同学想通过两个弹簧测力计的示数来比较谁的力气大，这可能吗？提示：不可能。两弹簧测力计之间是作用力与反作用力关系，它们的示数相等。

[重点释解]1．三个性质2．四个特征等大作用力和反作用力大小总是相等的反向作用力和反作用力方向总是相反的共线作用力和反作用力总是在同一条直线上同性质作用力和反作用力性质总是相同的[针对训练]1．关于作用力与反作用力，下列正确的说法是

(

)A．一对作用力和反作用力性质相同，总是同时产生，同时变化，同时消失B．某物体若只受一个力的作用，说明可以只有作用力，而没有反作用力C．凡是大小相等，方向相反，作用在同一物体上的两个力必定是一对作用力和反作用力D．一对作用力和反作用力的合力为零解析：一对作用力和反作用力具有同时性，即它们同时产生，同时变化，同时消失，A正确，B错误；大小相等、方向相反，作用在同一物体上的两个力为一对平衡力，C错误；一对作用力与反作用力分别作用在两个物体上，它们不能求合力，D错误。答案：A

2．如图所示，击球员用棒球棍回击飞过来的棒球时，球棒击棒球

的力

(

)A．比球撞击球棒的力更早产生B．与球撞击球棒的力同时产生C．大于球撞击球棒的力D．小于球撞击球棒的力解析：根据牛顿第三定律可知作用力和反作用力总是等大、反向、同时产生、同时消失，故只有B正确。答案：B3．(2021·广东高考)

唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力。设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁，F与竖直方向的夹角分别为α和β，α<β，如图所示，忽略耕索质量，耕地过程中，下列说法正确的是(

)A．耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大B．耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大C．曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力D．直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力答案：B

新知学习(二)|相互作用力与平衡力的比较[任务驱动]某一小球静止在水平木板上，如图甲、乙为球的重力G、木板对球的力F1和球压木板的力F2，它们之间存在什么关系？提示：G与F1是一对平衡力，F1与F2是一对作用力与反作用力。

[重点释解]一对相互作用力与一对平衡力的比较

一对作用力和反作用力一对平衡力不同点作用对象作用在两个相互作用的物体上作用在同一物体上依赖关系相互依存，不可单独存在，同时产生，同时变化，同时消失无依赖关系，撤除一个，另一个可依然存在叠加性两力作用效果不可叠加，不可求合力两力作用效果可相互抵消，可叠加，可求合力，且合力为零力的性质一定是同种性质的力可以是同种性质的力，也可以是不同种性质的力相同点大小相等、方向相反、作用在同一条直线上[典例体验][典例]

(多选)如图所示，水平力F把一个物体紧压在竖直的墙壁上，静止不动，下列说法正确的是

(

)A．水平力F跟墙壁对物体的支持力是一对作用力和反作用力B．水平力F与物体对墙壁的压力是一对作用力和反作用力C．物体受到的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力D．物体对墙壁的压力与墙壁对物体的支持力是一对作用力和反作用力[解析]水平力F跟墙壁对物体的支持力作用在同一物体上，大小相等、方向相反，在一条直线上，是一对平衡力，A错误；水平力F作用在物体上，而物体对墙壁的压力作用在墙壁上，这两个力不能成为平衡力，也不是作用力和反作用力，B错误；物体在竖直方向上受竖直向下的重力和墙壁对物体的竖直向上的静摩擦力，因物体处于静止状态，故这两个力是一对平衡力，C正确；物体对墙壁的压力与墙壁对物体的支持力是一对作用力和反作用力，D正确。[答案]

CD/方法技巧/区分一对作用力和反作用力与一对平衡力的方法(1)看研究对象：一对作用力和反作用力作用在不同物体上，而一对平衡力作用在同一物体上。(2)看依存关系：一对作用力和反作用力同生同灭，相互依存，而一对平衡力则彼此没有依存关系。[针对训练]1．(2023·浙江1月学考)如图所示，车停在水平地面上，桶放在车上，则下列属于一对作用力与反作用力的是

(

)A．车所受重力与车对地面的压力B．桶对车的压力与车对地面的压力C．桶所受重力与车对桶的支持力解析：车所受重力方向竖直向下，车对地面的压力竖直向下，不是作用力与反作用力，选项A错误；桶对车的压力与车对地面的压力方向均为竖直向下，不是作用力与反作用力，选项B错误；桶所受重力与车对桶的支持力，作用在同一物体上，且等大反向，是一对平衡力，选项C错误；根据相互作用力的定义可知桶对车的压力与车对桶的支持力是一对作用力与反作用力，选项D正确。答案：D

2．在乒乓球运动员击球的瞬间，下列说法正确的是

(

)A．球拍对乒乓球的作用力大于乒乓球对球拍的作用力B．球拍对乒乓球的作用力与乒乓球对球拍的作用力大小相等C．球拍对乒乓球的作用力与乒乓球所受到的重力是一对作用力和反作用力D．球拍对乒乓球的作用力与乒乓球对球拍的作用力是一对平衡力解析：球拍对乒乓球的作用力和乒乓球对球拍的作用力是一对作用力和反作用力，大小相等，故A、D错误，B正确。球拍对乒乓球的作用力是球拍与乒乓球之间的作用效果，乒乓球的重力是乒乓球与地球之间的作用效果，不是一对作用力和反作用力，C错误。答案：B3．(2022·揭阳高一检测)小明同学站在水平地面上的体重计上称量了一下体重，关于他的重力G、体重计对他的支持力FN和他对体重计的压力FN′，下列理解正确的是

(

)A．G和FN是一对平衡力B．FN′和FN是一对平衡力C．G和FN′方向相反D．G和FN′是同一个力解析：重力G和支持力FN均作用在小明同学上，大小相等方向相反，并且在一条直线上，是平衡力，A正确；支持力FN作用在小明同学上，压力FN′作用在体重计上，作用在两个物体上，大小相等方向相反，并且在一条直线上，是相互作用力，B错误；重力G方向竖直向下，FN′方向也是竖直向下，C错误；重力G是重力性质的力，FN′是弹力性质的力，不属于同一个力，只是大小相等，D错误。答案：A

一、好素材分享——看其他教材如何落实核心素养

物理观念——磁铁间的相互作用1．(选自鲁科版新教材“迷你实验室”)当两物体A、B不直接接触时，如果物体A施力于物体B，那么物体B也会施力于物体A。

如图所示，把两根条形磁铁放在尽可能光滑的台面上，让它们彼此接近但不直接接触，用两手分别按住它们以保持静止。当放开一只手或两只手同时放开时，你看到了什么现象？这说明了什么？提示：当放开一只手时，会看到放开的磁铁加速向按住的磁铁靠近，说明按住的磁铁对放开的磁铁有吸引力作用。当两只手同时放开时，会看到两磁铁同时加速向对方靠近，直到吸在一起。说明物体间的作用力是相互作用力，施力物体同时也是受力物体。

科学态度与责任——牛顿第三定律的应用2．(选自教科版新教材)生活和生产中，作用力与反作用力同时存在，大小相等且方向相反的例子不胜枚举。人走路时用脚蹬地，脚对地面施加一个作用力，地面同时给脚一个反作用力，使人前进。划船时桨向后推水，水就向前推桨，从而将船推向前进[图(a)]。发射枪弹或炮弹时，枪身或炮身受到后坐力而反冲。汽车的发动机驱动车轮转动，由于轮胎和地面间有摩擦，车轮向后推地面，地面给车轮一个向前的反作用力，使汽车前进。火箭储存在燃料舱内的燃料被点燃后，就会产生急剧膨胀的燃气，内部燃气产生巨大的压强，它一方面把部分气体喷射出去，另一方面它压迫舱壁，正是燃气对火箭的反作用力把火箭推上太空[图(b)]。二、新题目精选——品立意深处所蕴含的核心价值1．如图所示，将吹足气的气球由静止释放，气球内气体向后喷出，

气球会向前运动，这是因为气球受到

(

)A．重力B．手的推力C．空气的浮力D．喷出气体对气球的反作用力解析：气球内气体向后喷出时，气球对喷出的气体有向后的作用力，喷出的气体对气球有向前的反作用力，使气球向前运动。答案：D

2．(2022·清远高一检测)用苔藓球养出来的绿植，吊在空中也能养，

养成别致的景观。如图用麻绳将苔藓球盆栽悬挂起来，下列说法

正确的是

(

)A．盆栽本身就有重力，其重力没有施力物体B．麻绳对盆栽的拉力与盆栽对麻绳的拉力是一对相互平衡的力C．盆栽所受的重力与麻绳对盆栽的拉力是一对作用力和反作用力D．麻绳对盆栽的拉力与盆栽对麻绳的拉力是同一种类的力，都是弹力解析：盆栽本身所受的重力的施力物体是地球，A错误；麻绳对盆栽的拉力与盆栽对麻绳的拉力是一对相互作用力，B错误；盆栽所受的重力与麻绳对盆栽的拉力是一对平衡力，C错误；麻绳对盆栽的拉力与盆栽对麻绳的拉力是同一种类的力，都是弹力，D